JP5395203B2 - Level shift circuit and semiconductor device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリなどの半導体デバイスに用いられるラッチを有するレベルシフト回路及びそれを用いた半導体デバイスに関する。   The present invention relates to a level shift circuit having a latch used in a semiconductor device such as a NAND flash memory, and a semiconductor device using the level shift circuit.

例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリなどの半導体デバイスでは、汎用性の要請から、同一の半導体デバイス（チップデバイス）は、外部電源電圧が例えば３．３Ｖ及び１．８Ｖの両方に対して正常動作するように設計されている。   For example, in a semiconductor device such as a NAND flash memory, the same semiconductor device (chip device) is designed so that it operates normally with respect to both an external power supply voltage of 3.3 V and 1.8 V, for example, due to the demand for versatility. Has been.

図２２は従来技術に係るフラッシュメモリにおいて外部電源電圧ＶＣＣ＝３．３Ｖのときの各回路の電源電圧使用状態を示すブロック図である。また、図２３は従来技術に係るフラッシュメモリにおいて外部電源電圧ＶＣＣ＝１．８Ｖのときの各回路の電源電圧使用状態を示すブロック図である。図２２及び図２３において、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリは、セルアレイ１と、ページバッファ２と、ロウデコーダ３と、電源回路（高電圧ＨＶ，中間電圧ＭＶ）４と、電源回路（基準電圧Ｖｒｅｆ，低電圧ＬＶ）５と、コントロールロジック６と、バッファ及びラッチ等７と、入出力バッファ８と、入力信号バッファ９とを備えて構成される。   FIG. 22 is a block diagram showing the power supply voltage usage state of each circuit when the external power supply voltage VCC = 3.3 V in the flash memory according to the prior art. FIG. 23 is a block diagram showing the power supply voltage usage state of each circuit when the external power supply voltage VCC = 1.8V in the flash memory according to the prior art. 22 and 23, the NAND flash memory includes a cell array 1, a page buffer 2, a row decoder 3, a power supply circuit (high voltage HV, intermediate voltage MV) 4, and a power supply circuit (reference voltage Vref, low voltage). LV) 5, control logic 6, buffer and latch 7, input / output buffer 8, and input signal buffer 9.

図２２及び図２３は同一のＮＡＮＤ型フラッシュメモリであるが、印加される外部電源電圧ＶＣＣが異なるために、各回路の電源電圧使用状態が異なっている。すなわち、Ａ１は内部電源電圧ＶＤＤが３．３Ｖの回路であり、Ａ２は内部電源電圧ＶＤＤが１．９Ｖの回路であり、Ａ３は内部電源電圧ＶＰＰが５Ｖの回路である。従って、例えば、当該フラッシュメモリ内部において、外部電圧を内部電圧にレベルシフトし、また内部電圧を外部電圧にレベルシフトするためのレベルシフト回路を設ける必要があった（例えば、特許文献１〜５参照）。   22 and FIG. 23 show the same NAND flash memory, but the power supply voltage usage state of each circuit is different because the applied external power supply voltage VCC is different. That is, A1 is a circuit whose internal power supply voltage VDD is 3.3V, A2 is a circuit whose internal power supply voltage VDD is 1.9V, and A3 is a circuit whose internal power supply voltage VPP is 5V. Therefore, for example, in the flash memory, it is necessary to provide a level shift circuit for level shifting the external voltage to the internal voltage and level shifting the internal voltage to the external voltage (see, for example, Patent Documents 1 to 5). ).

図２４は従来例に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図２４において、従来例に係るレベルシフト回路は、
（１）２つのインバータ１１，１２がリング形状で互いに縦続接続することにより構成されたラッチ１０と、
（２）ラッチ１０の出力データを反転して出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）として出力するインバータ１３と、
（３）ラッチ動作を指示するハイレベルのラッチ信号に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ３１，３２と、
（４）ハイレベルの入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ２１と、
（５）入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を反転するインバータ１４と、
（６）インバータ１４の出力データ信号（ハイレベル）に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ２２とを備えて構成される。 FIG. 24 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a conventional example. In FIG. 24, the level shift circuit according to the conventional example is
(1) a latch 10 configured by connecting two inverters 11 and 12 in a ring shape and cascading each other;
(2) an inverter 13 that inverts the output data of the latch 10 and outputs the inverted data as an output data signal DOUT (VCC);
(3) NMOS transistors 31 and 32 which are turned on in response to a high level latch signal instructing a latch operation;
(4) an NMOS transistor 21 that is turned on in response to a high-level input data signal DIN (VDD);
(5) an inverter 14 for inverting the input data signal DIN (VDD);
(6) An NMOS transistor 22 that is turned on in response to the output data signal (high level) of the inverter 14 is provided.

ここで、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）の符号の表記の括弧内は、ハイレベルが電源電圧ＶＤＤのレベルであることを示し、出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）の符号の表記の括弧内は、ハイレベルが電源電圧ＶＣＣのレベルであることを示す。従って、当該レベルシフト回路は、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を一時的に保持するラッチ１０を備えるとともに、電圧ＶＤＤから電圧ＶＣＣにレベルシフトして出力する。例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリにおいては、データ信号を外部装置に出力するために、例えばページバッファ２からの内部のＶＤＤレベルデータ信号を外部のＶＣＣレベルのデータ信号にレベルシフトする必要がある。   Here, the parentheses in the notation of the input data signal DIN (VDD) indicate that the high level is the level of the power supply voltage VDD, and the parentheses in the notation of the output data signal DOUT (VCC) are high. Indicates that the level is the level of the power supply voltage VCC. Therefore, the level shift circuit includes a latch 10 that temporarily holds the input data signal DIN (VDD), and outputs a level shift from the voltage VDD to the voltage VCC. For example, in a NAND flash memory, in order to output a data signal to an external device, for example, it is necessary to level shift an internal VDD level data signal from the page buffer 2 to an external VCC level data signal.

特開平８−０５１３５１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-051351 特開２００４−１５３４４６号公報JP 2004-153446 A 特開２００７−０９６８６５号公報JP 2007-096865 A 米国出願公開第２００２／００２４３７４号明細書US Application Publication No. 2002/0024374 米国出願公開第２００８／０２９０９０２号明細書US Application Publication No. 2008/0290902

以上のように構成されたレベルシフト回路においては、スイッチング速度が比較的遅いという問題点があった。   The level shift circuit configured as described above has a problem that the switching speed is relatively slow.

図２５は図２４のレベルシフト回路における遅延時間の実験結果を示す表である。図２５から明らかなように、電圧ＶＤＤから同一の電圧ＶＣＣに入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間は極めて遅く、データ信号の出力サイクルの時間マージンが小さくなるという問題点があった。   FIG. 25 is a table showing experimental results of delay time in the level shift circuit of FIG. As is apparent from FIG. 25, the delay time when the input data signal DIN rises from the voltage VDD to the same voltage VCC and the output data signal DOUT falls is very slow, and the time margin of the output cycle of the data signal is reduced. There was a problem.

また、図２４の従来例において、ＮＭＯＳトランジスタ２１のゲートに印加される入力データ信号ＤＩＮに対し、別のインバータを介して入力され、ＮＭＯＳトランジスタ２２のゲートにインバータ１４の出力データ信号ではなく入力データ信号ＤＩＮが入力される場合は、入力データ信号ＤＩＮが立ち下がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間は極めて遅くなり、同様の問題点が発生する。   In the conventional example of FIG. 24, the input data signal DIN applied to the gate of the NMOS transistor 21 is input via another inverter, and the input data instead of the output data signal of the inverter 14 is input to the gate of the NMOS transistor 22. When the signal DIN is input, the delay time when the input data signal DIN falls and the output data signal DOUT falls becomes extremely slow, and the same problem occurs.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えばフラッシュメモリなどにおいて用いられるレベルシフト回路において、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がり又は立ち下がって、すなわち変化して出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮することができるレベルシフト回路及びこれを用いた半導体デバイスを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. For example, in a level shift circuit used in a flash memory or the like, a delay when the input data signal DIN rises or falls, that is, changes and the output data signal DOUT falls. It is an object of the present invention to provide a level shift circuit and a semiconductor device using the level shift circuit that can significantly reduce the time as compared with the prior art.

第１の発明に係るレベルシフト回路は、第１のレベルを有する入力データ信号をラッチにより保持した後、出力インバータを介して第２のレベルを有する出力データ信号を出力するレベルシフト回路において、
ローレベルの出力データ信号を出力するときに、入力データ信号の変化に応答して上記出力データ信号をローレベルにセットするレベルセット回路を備えたことを特徴とする。 A level shift circuit according to a first aspect of the present invention is a level shift circuit for holding an input data signal having a first level by a latch and then outputting an output data signal having a second level via an output inverter.
A level setting circuit is provided for setting the output data signal to a low level in response to a change in the input data signal when outputting a low level output data signal.

上記レベルセット回路は、上記出力インバータの出力端子に接続され、ハイレベルの入力データ信号に応答してオンとなるソース接地又はドレイン接地のＮＭＯＳトランジスタを備えたことを特徴とする。   The level set circuit includes a source-grounded or drain-grounded NMOS transistor that is connected to the output terminal of the output inverter and is turned on in response to a high-level input data signal.

また、上記レベルセット回路は、ハイレベルの入力データ信号を反転して上記出力インバータの出力端子に出力する第１のインバータを備えたことを特徴とする。   The level set circuit includes a first inverter that inverts a high-level input data signal and outputs the inverted signal to the output terminal of the output inverter.

さらに、上記レベルセット回路は、ローレベルの入力データ信号を第２のインバータにより反転し、反転後の信号に応答してオンとなるソース接地又はドレイン接地のＮＭＯＳトランジスタを備えたことを特徴とする。   Further, the level set circuit includes a source-grounded or drain-grounded NMOS transistor that is turned on in response to the inverted signal by inverting a low-level input data signal by a second inverter. .

またさらに、上記レベルセット回路は、ローレベルの入力データ信号を上記出力インバータの出力端子に出力する回路を備えたことを特徴とする。   Furthermore, the level set circuit includes a circuit for outputting a low level input data signal to the output terminal of the output inverter.

上記レベルシフト回路において、上記ラッチは、４個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする。   In the level shift circuit, the latch is a CMOS flip-flop type latch having four MOS transistors.

また、上記レベルシフト回路において、上記ラッチは、電源電圧側に２個のＰＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入された２個のインバータを備え、合計６個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする。   In the level shift circuit, the latch is a CMOS flip-flop type latch including two inverters each having two PMOS transistors inserted on the power supply voltage side, and a total of six MOS transistors. It is characterized by that.

さらに、上記レベルシフト回路において、上記ラッチは、電源電圧側に２個のＰＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入されかつ接地側に２個のＮＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入された２個のインバータを備え、合計８個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする。   Further, in the level shift circuit, the latch includes two inverters each having two PMOS transistors inserted on the power supply voltage side and two NMOS transistors inserted on the ground side, for a total of eight. It is a CMOS flip-flop type latch provided with a MOS transistor.

またさらに、上記レベルシフト回路において、上記ラッチ及び上記出力インバータは、上記第１のレベルよりも高い電源電圧で駆動されるＭＯＳトランジスタで構成され、上記第２のレベルは、上記第１のレベルよりも高い電源電圧であることを特徴とする。   Still further, in the level shift circuit, the latch and the output inverter are composed of MOS transistors driven by a power supply voltage higher than the first level, and the second level is higher than the first level. Is also characterized by a high power supply voltage.

また、上記レベルシフト回路は、同一のデバイスで上記第１のレベルと上記第２のレベルの２つの電源電圧で駆動可能な半導体デバイスであることを特徴とする。   The level shift circuit may be a semiconductor device that can be driven by two power supply voltages of the first level and the second level with the same device.

さらに、上記レベルシフト回路において、上記半導体デバイスは、フラッシュメモリであることを特徴とする。   Further, in the level shift circuit, the semiconductor device is a flash memory.

第２の発明に係る半導体デバイスは、上記レベルシフト回路を備えたことを特徴とする。   A semiconductor device according to a second invention is characterized by comprising the level shift circuit.

従って、本発明によれば、所定電圧から同一の電圧に入力データ信号が変化して出力データ信号が立ち下がるときの遅延時間については、従来技術に比較して大幅に短縮することができる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   Therefore, according to the present invention, the delay time when the input data signal changes from the predetermined voltage to the same voltage and the output data signal falls can be greatly reduced as compared with the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

本発明の第１の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a first embodiment of the present invention. 簡易型インバータ表示を用いて図１Ａのレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit of FIG. 1A using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第２の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第３の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第４の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 4th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第５の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 5th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第６の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 6th Embodiment of this invention using simple type | mold inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第７の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 7th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第８の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 8th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第９の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 9th Embodiment of this invention using simple type | mold inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１０の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 10th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１１の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 11th Embodiment of this invention using simple type | mold inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１２の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 12th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１３の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 13th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１４の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 14th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１５の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on the 15th Embodiment of this invention using a simplified inverter display. 本発明の第１６の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit based on the 16th Embodiment of this invention. 図１６、図１８及び図１９のレベルシフト回路において用いるインバータ及びＭＯＳトランジスタの記号を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating symbols of inverters and MOS transistors used in the level shift circuits of FIGS. 16, 18 and 19. 本発明の第１７の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit based on the 17th Embodiment of this invention. 本発明の第１８の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit based on the 18th Embodiment of this invention. 図１Ａのレベルシフト回路をワースト状態（温度１００°Ｃ）における遅延時間の実験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the experimental result of the delay time in the worst state (temperature of 100 degreeC) of the level shift circuit of FIG. 1A. 図１Ａのレベルシフト回路を標準的な状態（温度２０°Ｃ）における遅延時間の実験結果を示す表である。It is a table | surface which shows the experimental result of the delay time in the standard state (temperature 20 degreeC) of the level shift circuit of FIG. 1A. 従来技術に係るフラッシュメモリにおいて外部電源電圧ＶＣＣ＝３．３Ｖのときの各回路の電源電圧使用状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply voltage use state of each circuit in case the external power supply voltage VCC = 3.3V in the flash memory which concerns on a prior art. 従来技術に係るフラッシュメモリにおいて外部電源電圧ＶＣＣ＝１．８Ｖのときの各回路の電源電圧使用状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply voltage use state of each circuit when the external power supply voltage VCC = 1.8V in the flash memory which concerns on a prior art. 従来例に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the level shift circuit which concerns on a prior art example. 図２４のレベルシフト回路における遅延時間の実験結果を示す表である。FIG. 25 is a table showing experimental results of delay times in the level shift circuit of FIG. 24. FIG.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.

第１の実施形態．
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１Ａのレベルシフト回路は、例えばフラッシュメモリなどの半導体チップデバイスにおいて用いられ、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）にレベルシフトする回路であって、出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときに強制的にローレベルにセットするレベルセット回路であるドレイン接地ＮＭＯＳトランジスタ２３をさらに備え、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮することを特徴とする。 First embodiment.
FIG. 1A is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a first embodiment of the present invention. The level shift circuit of FIG. 1A is used in a semiconductor chip device such as a flash memory, for example, and is a circuit for level-shifting an input data signal DIN (VDD) to an output data signal DOUT (VCC). A drain-grounded NMOS transistor 23, which is a level setting circuit for forcibly setting to a low level when it falls, further includes a delay time when the input data signal DIN rises and the output data signal DOUT falls compared to the prior art. It is characterized by significant shortening.

図１Ａのレベルシフト回路は、
（１）２つのインバータ１１，１２がリング形状で互いに縦続接続することにより構成されたラッチ１０と、
（２）ラッチ１０の出力データを反転して出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）として出力するインバータ１３と、
（３）ラッチ動作を指示するハイレベルのラッチ信号に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３と、
（４）ハイレベルの入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ２１，２３と、
（５）入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を反転するインバータ１４と、
（６）インバータ１４の出力データ信号（ハイレベル）に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ２２とを備えて構成される。 The level shift circuit of FIG.
(1) a latch 10 configured by connecting two inverters 11 and 12 in a ring shape and cascading each other;
(2) an inverter 13 that inverts the output data of the latch 10 and outputs the inverted data as an output data signal DOUT (VCC);
(3) NMOS transistors 31, 32, and 33 which are turned on in response to a high level latch signal instructing a latch operation;
(4) NMOS transistors 21 and 23 which are turned on in response to a high level input data signal DIN (VDD);
(5) an inverter 14 for inverting the input data signal DIN (VDD);
(6) An NMOS transistor 22 that is turned on in response to the output data signal (high level) of the inverter 14 is provided.

なお、インバータ１１〜１３は電源電圧ＶＣＣで駆動され、インバータ１４は電源電圧ＶＤＤで駆動される。   Inverters 11 to 13 are driven by power supply voltage VCC, and inverter 14 is driven by power supply voltage VDD.

以上のように構成された図１Ａのレベルシフト回路では、ラッチ動作中ではハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときに、ＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち上がったときに、ラッチ１０のデータを出力するために出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）が立ち下がるときに強制的にローレベルにセットするＮＭＯＳトランジスタ２３をさらに備えたので、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。当該レベルシフト回路は、例えばフラッシュメモリなどの半導体デバイスに用いることができる。なお、発明者らの実験結果については詳細後述する。   In the level shift circuit of FIG. 1A configured as described above, the NMOS transistors 31, 32, and 33 are turned on when a high level latch signal LAT is input during the latch operation. At this time, the input data signal DIN In order to output the data of the latch 10 when (VDD) rises, the output data signal DOUT (VCC) is forcibly set to a low level when the output data signal DOUT (VCC) falls so that the input data signal The delay time when DIN rises and the output data signal DOUT falls can be greatly reduced as compared with the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle. The level shift circuit can be used for a semiconductor device such as a flash memory. The experimental results of the inventors will be described later in detail.

図１Ｂは簡易型インバータ表示を用いて図１Ａのレベルシフト回路の構成を示す回路図である。ここで、各インバータ１１〜１４は、図１Ａに示すように、４個のＭＯＳトランジスタからなる簡単な公知のＣＭＯＳフリップフロップタイプのラッチ１０を構成する。なお、簡易型インバータ表示において、Ｐは電圧ＶＣＣで駆動されるインバータを示し、Ｌは電圧ＶＤＤで駆動されるインバータを示す。   FIG. 1B is a circuit diagram showing the configuration of the level shift circuit of FIG. 1A using a simplified inverter display. Here, each of the inverters 11 to 14 constitutes a simple known CMOS flip-flop type latch 10 composed of four MOS transistors as shown in FIG. 1A. In the simplified inverter display, P indicates an inverter driven by the voltage VCC, and L indicates an inverter driven by the voltage VDD.

第２の実施形態．
図２は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第２の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図２のレベルシフト回路は、図１Ｂのレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２３を削除し、
（２）インバータ１４の出力電圧を、ＮＭＯＳトランジスタ３３の所定の電極（図２において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１３の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３３の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Second embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the second embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 2 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 23 is deleted,
(2) The output voltage of the inverter 14 is different from the predetermined electrode of the NMOS transistor 33 (the lower electrode in FIG. 2, which is the source or drain, and the electrode of the NMOS transistor 33 to which the output terminal of the inverter 13 is connected). It is an electrode other than the gate.).

以上のように構成された図２のレベルシフト回路は図１Ａ及び図１Ｂのレベルシフト回路と同様に動作し、特に、ラッチ動作中ではハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときにＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち上がったときに、ラッチ１０のデータを出力するために出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）が立ち下がるときに、インバータ１４の出力電圧により強制的にローレベルにセットするので、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   The level shift circuit of FIG. 2 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 1A and FIG. 1B. In particular, during the latch operation, the NMOS transistor 31 operates when a high level latch signal LAT is input. , 32, 33 are turned on, and when the input data signal DIN (VDD) rises, the output of the inverter 14 is output when the output data signal DOUT (VCC) falls in order to output the data of the latch 10. Since the voltage is forcibly set to a low level, the delay time when the input data signal DIN rises and the output data signal DOUT falls can be greatly shortened compared to the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

第３の実施形態．
図３は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第３の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図３のレベルシフト回路は、図１Ｂのレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２１を削除し、
（２）インバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ３１の所定の電極（図３において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１２の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３１の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Third embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the third embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 3 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 21 is deleted,
(2) The output voltage from the inverter 14 is different from a predetermined electrode of the NMOS transistor 31 (the lower electrode in FIG. 3 is a source or drain and is connected to the output terminal of the inverter 12). It is an electrode other than the gate.).

以上のように構成された図３のレベルシフト回路は図１Ｂのレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 3 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 1B, and has the same operation and effect.

第４の実施形態．
図４は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第４の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図４のレベルシフト回路は、図２のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２１を削除し、
（２）インバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ３１の所定の電極（図４において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１２の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３１の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Fourth embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the fourth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 4 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 21 is deleted,
(2) The output voltage from the inverter 14 is different from the predetermined electrode of the NMOS transistor 31 (the lower electrode in FIG. 4, the source or drain, and the electrode of the NMOS transistor 31 to which the output terminal of the inverter 12 is connected). It is an electrode other than the gate.).

以上のように構成された図４のレベルシフト回路は図２のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 4 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 2 and has the same effects.

第５の実施形態．
図５は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第５の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図５のレベルシフト回路は、図１Ｂのレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２及びインバータ１４を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図５において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Fifth embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the fifth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 5 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 and the inverter 14 are deleted,
(2) The input data signal DIN is input to a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 5 which is a source or drain and is not a gate different from the electrode of the NMOS transistor 32 to which the output terminal of the inverter 11 is connected). Electrode)).

以上のように構成された図５のレベルシフト回路は図１Ｂのレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 5 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG.

第６の実施形態．
図６は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第６の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図６のレベルシフト回路は、図２のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図６において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Sixth embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the sixth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 6 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) The input data signal DIN is input to a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 6, which is a source or drain and is not a gate different from the electrode of the NMOS transistor 32 to which the output terminal of the inverter 11 is connected). Electrode)).

以上のように構成された図５のレベルシフト回路は図２のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 5 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 2 and has the same effects.

第７の実施形態．
図７は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第７の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図７のレベルシフト回路は、図３のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図７において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Seventh embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the seventh embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 7 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) The input data signal DIN is input to a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 7, which is a source or drain and is not a gate different from the electrode of the NMOS transistor 32 to which the output terminal of the inverter 11 is connected). Electrode)).

以上のように構成された図７のレベルシフト回路は図３のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 7 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 3, and has the same effects.

第８の実施形態．
図８は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第８の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図８のレベルシフト回路は、図４のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図８において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Eighth embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the eighth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 8 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) The input data signal DIN is inputted to a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 8, which is a source or drain, and a gate different from the electrode of the NMOS transistor 32 to which the output terminal of the inverter 11 is connected) Electrode)).

以上のように構成された図８のレベルシフト回路は図４のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 8 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 4 and has the same effects.

第９の実施形態．
図９は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第９の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図９のレベルシフト回路は、図１Ｂのレベルシフト回路に比較して、
（１）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ２２のゲートに印加し、
（２）入力データ信号ＤＩＮを入力とするインバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ２１，２３の各ゲートに印加したことを特徴とする。 Ninth embodiment.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the ninth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 9 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) Applying the input data signal DIN to the gate of the NMOS transistor 22,
(2) The output voltage from the inverter 14 receiving the input data signal DIN is applied to the gates of the NMOS transistors 21 and 23.

以上のように構成された図９のレベルシフト回路では、ラッチ動作中ではハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときに、ＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち下がったときに、ラッチ１０のデータを出力するために出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）が立ち下がるときに強制的にローレベルにセットするＮＭＯＳトランジスタ２３をさらに備えたので、入力データ信号ＤＩＮが立ち下がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   In the level shift circuit of FIG. 9 configured as described above, the NMOS transistors 31, 32, and 33 are turned on when a high level latch signal LAT is input during the latch operation. At this time, the input data signal DIN In order to output the data of the latch 10 when (VDD) falls, the output data signal DOUT (VCC) is forcibly set to the low level when the output data signal DOUT (VCC) falls, so that the input data The delay time when the signal DIN falls and the output data signal DOUT falls can be greatly reduced as compared with the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

第１０の実施形態．
図１０は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１０の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１０のレベルシフト回路は、図９のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２３を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮを、ＮＭＯＳトランジスタ３３の所定の電極（図１０において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１３の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３３の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Tenth embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the tenth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 10 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 23 is deleted,
(2) The input data signal DIN is inputted to a predetermined electrode of the NMOS transistor 33 (a lower electrode in FIG. 10, a source or drain, and a gate different from the electrode of the NMOS transistor 33 to which the output terminal of the inverter 13 is connected). It is an electrode other than the above.

以上のように構成された図１０のレベルシフト回路は図９のレベルシフト回路と同様に動作し、特に、ラッチ動作中ではハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときにＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち下がったときに、ラッチ１０のデータを出力するために出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＣＣ）が立ち下がるときに、入力データ信号ＤＩＮにより強制的にローレベルにセットするので、入力データ信号ＤＩＮが立ち下がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   The level shift circuit of FIG. 10 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 9. In particular, during the latch operation, when the high level latch signal LAT is input, the NMOS transistors 31, 32, When the input data signal DIN (VDD) falls and the output data signal DOUT (VCC) falls in order to output the data of the latch 10, the input data signal DIN forces Therefore, the delay time when the input data signal DIN falls and the output data signal DOUT falls can be greatly shortened as compared with the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

第１１の実施形態．
図１１は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１１の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１１のレベルシフト回路は、図９のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２１を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３１の所定の電極（図１１において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１２の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３１の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Eleventh embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to an eleventh embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 11 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 21 is deleted,
(2) The input data signal DIN is inputted to a predetermined electrode of the NMOS transistor 31 (the lower electrode in FIG. 11 which is a source or drain and is not a gate different from the electrode of the NMOS transistor 31 to which the output terminal of the inverter 12 is connected). Electrode)).

以上のように構成された図１１のレベルシフト回路は図９のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 11 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 9 and has the same effects.

第１２の実施形態．
図１２は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１２の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１２のレベルシフト回路は、図１０のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２１及びインバータ１４を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮをＮＭＯＳトランジスタ３１の所定の電極（図１２において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１２の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３１の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Twelfth embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a twelfth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 12 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 21 and the inverter 14 are deleted,
(2) The input data signal DIN is input to a predetermined electrode of the NMOS transistor 31 (the lower electrode in FIG. 12, which is a source or drain and is not a gate different from the electrode of the NMOS transistor 31 to which the output terminal of the inverter 12 is connected). Electrode)).

以上のように構成された図１２のレベルシフト回路は図１０のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 12 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 10 and has the same effects.

第１３の実施形態．
図１３は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１３の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１３のレベルシフト回路は、図１０のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮを入力とするインバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図１３において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Thirteenth embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a thirteenth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 13 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) The output voltage from the inverter 14 that receives the input data signal DIN is applied to a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 13 is the source or drain, and the output terminal of the inverter 11 is connected). It is an electrode other than the gate different from the electrode of the NMOS transistor 32).

以上のように構成された図１３のレベルシフト回路は図１０のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 13 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 10 and has the same effects.

第１４の実施形態．
図１４は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１４の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１４のレベルシフト回路は、図１１のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）入力データ信号ＤＩＮを入力とするインバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図１４において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Fourteenth embodiment.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 14 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) The output voltage from the inverter 14 that receives the input data signal DIN is used as a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 14 is the source or drain, and the output terminal of the inverter 11 is connected). It is an electrode other than the gate different from the electrode of the NMOS transistor 32).

以上のように構成された図１４のレベルシフト回路は図１１のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 14 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 11 and has the same effects.

第１５の実施形態．
図１５は簡易型インバータ表示を用いて本発明の第１５の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１５のレベルシフト回路は、図１２のレベルシフト回路に比較して、
（１）ＮＭＯＳトランジスタ２２を削除し、
（２）インバータ１４をさらに備え、
（３）入力データ信号ＤＩＮを入力とするインバータ１４からの出力電圧をＮＭＯＳトランジスタ３２の所定の電極（図１５において下側の電極で、ソース又はドレインであり、インバータ１１の出力端子が接続されるＮＭＯＳトランジスタ３２の電極とは異なるゲート以外の電極である。）に印加したことを特徴とする。 Fifteenth embodiment.
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a fifteenth embodiment of the present invention using a simplified inverter display. The level shift circuit of FIG. 15 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) The NMOS transistor 22 is deleted,
(2) further comprising an inverter 14;
(3) The output voltage from the inverter 14 that receives the input data signal DIN is used as a predetermined electrode of the NMOS transistor 32 (the lower electrode in FIG. 15 is the source or drain, and the output terminal of the inverter 11 is connected). It is an electrode other than the gate different from the electrode of the NMOS transistor 32).

以上のように構成された図１５のレベルシフト回路は図１２のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit of FIG. 15 configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 12, and has the same effects.

第１６の実施形態．
図１６は本発明の第１６の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１６のレベルシフト回路は、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＰＰ；ここで、ＶＰＰはＶＤＤ及びＶＣＣよりも高い例えば５Ｖである中間電圧又は高電圧をいう。）にレベルシフトする回路であって、図１Ａのレベルシフト回路に比較して、
（１）ハイレベルのバイアス信号ＢＩＡＳ（ラッチ動作中はハイレベルとなる）に応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ４１，４２，４３からなるバイアス電圧回路をさらに備えたこと、
（２）ラッチ２１０及びその出力インバータ２１４を中間電圧トランジスタ（ＭＶ Ｔｒ）で構成したこと、
（３）ラッチ信号ＬＡＴに応答してオンとなるＮＭＯＳトランジスタ３１，３２，３３、インバータ２１，２２，２３及びインバータ１４を低電圧トランジスタ（ＬＶ Ｔｒ）で構成したことを特徴としている。 Sixteenth embodiment.
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the sixteenth embodiment of the present invention. In the level shift circuit of FIG. 16, the input data signal DIN (VDD) is level-shifted to the output data signal DOUT (VPP; where VPP is an intermediate voltage or a high voltage that is higher than VDD and VCC, for example, 5V). Compared to the level shift circuit of FIG. 1A,
(1) A bias voltage circuit including NMOS transistors 41, 42, and 43 which are turned on in response to a high level bias signal BIAS (which is high level during the latch operation) is further provided.
(2) The latch 210 and its output inverter 214 are configured by an intermediate voltage transistor (MV Tr),
(3) The NMOS transistors 31, 32, 33, the inverters 21, 22, 23, and the inverter 14 that are turned on in response to the latch signal LAT are configured by low voltage transistors (LV Tr).

図１７は図１６、図１８及び図１９のレベルシフト回路において用いるインバータ及びＭＯＳトランジスタの記号を示す図である。図１７（ａ）は、中間電圧トランジスタ（ＭＶ Ｔｒ）で構成したインバータ２０１、ＮＭＯＳトランジスタ２０２及びＰＭＯＳトランジスタ２０３を示す。また、図１７（ｂ）は、低電圧トランジスタ（ＬＶ Ｔｒ）で構成したインバータ１０１、ＮＭＯＳトランジスタ１０２及びＰＭＯＳトランジスタ１０３を示す。   FIG. 17 is a diagram showing symbols of inverters and MOS transistors used in the level shift circuits of FIG. 16, FIG. 18, and FIG. FIG. 17A shows an inverter 201, an NMOS transistor 202, and a PMOS transistor 203 configured by intermediate voltage transistors (MV Tr). FIG. 17B shows an inverter 101, an NMOS transistor 102, and a PMOS transistor 103 which are composed of low voltage transistors (LV Tr).

図１６のレベルシフト回路において、ラッチ２１０は、インバータ１１ａ，１２ａで構成される。インバータ１１ａはＰＭＯＳトランジスタ２１１，２１３とＮＭＯＳトランジスタ２１２とを備えて構成され、インバータ１２ａはＰＭＯＳトランジスタ２２１，２２３とＮＭＯＳトランジスタ２２２とを備えて構成される。ここで、各インバータ１１ａ，１２ａは、ＭＯＳトランジスタのブレークダウンを防止するためにＰＭＯＳトランジスタ２１３，２２３がさらに挿入してなる、ＰＭＯＳトランジスタ挿入フリップフロップ型ラッチを構成する。   In the level shift circuit of FIG. 16, the latch 210 is composed of inverters 11a and 12a. The inverter 11a includes PMOS transistors 211 and 213 and an NMOS transistor 212, and the inverter 12a includes PMOS transistors 221 and 223 and an NMOS transistor 222. Here, each inverter 11a, 12a constitutes a PMOS transistor insertion flip-flop type latch in which PMOS transistors 213, 223 are further inserted to prevent breakdown of the MOS transistor.

以上のように構成されたレベルシフト回路は図１Ａ及び図１Ｂのレベルシフト回路と同様に動作し、特に、ラッチ動作中では、ハイレベルのバイアス信号ＢＩＡＳが入力されてＮＭＯＳトランジスタ４１，４２，４３がオンされかつ、ハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときにＮＭＯＳトランジスタ３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち上がったときに、ラッチ２１０のデータを出力するために、出力インバータ２１４からの出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＰＰ）が立ち下がるときに、ＮＭＯＳトランジスタ２３がオンとなるので、出力インバータ２１４の出力レベルをローレベルに立ち下がるので、これにより強制的にローレベルにセットするので、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   The level shift circuit configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIGS. 1A and 1B. In particular, during the latch operation, the high level bias signal BIAS is input and the NMOS transistors 41, 42, 43 are input. Is turned on and the NMOS transistor 33 is turned on when the high-level latch signal LAT is input. At this time, when the input data signal DIN (VDD) rises, the data of the latch 210 is output. Since the NMOS transistor 23 is turned on when the output data signal DOUT (VPP) from the output inverter 214 falls, the output level of the output inverter 214 falls to a low level, thereby forcibly setting it to a low level. Therefore, the input data signal DIN rises and the output data signal The delay time when DOUT falls can be greatly shortened compared to the prior art. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

以上の実施形態においては、電源電圧ＶＰＰ側にＰＭＯＳトランジスタ２１３，２２３を挿入しているが、本発明はこれに限らず、耐電圧を上げるために、接地電位側にＮＭＯＳトランジスタを挿入してもよい。この場合において、ラッチ２１０は、８個のＭＯＳトランジスタを備えて構成される。   In the above embodiments, the PMOS transistors 213 and 223 are inserted on the power supply voltage VPP side. However, the present invention is not limited to this, and an NMOS transistor may be inserted on the ground potential side in order to increase the withstand voltage. Good. In this case, the latch 210 includes eight MOS transistors.

第１７の実施形態．
図１８は本発明の第１７の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１８のレベルシフト回路は、図１６のレベルシフト回路に比較して、
（１）バイアス回路を削除し、
（２）ラッチ２１０及び出力インバータ２１３を、低電圧トランジスタ（ＬＶ Ｔｒ）で動作するラッチ１１０及びインバータ１３で構成したことを特徴としている。 Seventeenth embodiment.
FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a seventeenth embodiment of the present invention. The level shift circuit of FIG. 18 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) Delete the bias circuit,
(2) The latch 210 and the output inverter 213 are constituted by the latch 110 and the inverter 13 that are operated by a low voltage transistor (LV Tr).

図１８のレベルシフト回路において、ラッチ１１０は、インバータ１１ｂ，１２ｂで構成される。インバータ１１ｂはＰＭＯＳトランジスタ１１１，１１３とＮＭＯＳトランジスタ１１２とを備えて構成され、インバータ１２ｂはＰＭＯＳトランジスタ１２１，１２３とＮＭＯＳトランジスタ１２２とを備えて構成される。ここで、各インバータ１１ｂ，１２ｂは、ＭＯＳトランジスタのブレークダウンを防止するためにＰＭＯＳトランジスタ１１３，１２３がさらに挿入してなる、ＰＭＯＳトランジスタ挿入型ラッチを構成する。   In the level shift circuit of FIG. 18, the latch 110 is composed of inverters 11b and 12b. The inverter 11b includes PMOS transistors 111 and 113 and an NMOS transistor 112, and the inverter 12b includes PMOS transistors 121 and 123 and an NMOS transistor 122. Here, each inverter 11b, 12b constitutes a PMOS transistor insertion type latch in which PMOS transistors 113, 123 are further inserted in order to prevent breakdown of the MOS transistor.

以上のように構成されたレベルシフト回路は図１Ａ及び図１Ｂのレベルシフト回路と同様に動作し、特に、ラッチ動作中では、ハイレベルのラッチ信号ＬＡＴが入力されるときにＮＭＯＳトランジスタ３３がオンされ、このとき、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）が立ち上がったときに、ラッチ１１０のデータを出力するために、出力インバータ１３からの出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＰＰ）が立ち下がるときに、出力インバータ１３の出力レベルをローレベルに立ち下げるので、これにより強制的にローレベルにセットするので、入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間を従来技術に比較して大幅に短縮できる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   The level shift circuit configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIGS. 1A and 1B. In particular, during the latch operation, the NMOS transistor 33 is turned on when the high level latch signal LAT is input. At this time, when the output data signal DOUT (VPP) from the output inverter 13 falls in order to output the data of the latch 110 when the input data signal DIN (VDD) rises, the output inverter 13 Since the output level falls to the low level, this forcibly sets it to the low level, so that the delay time when the input data signal DIN rises and the output data signal DOUT falls significantly shortens compared to the prior art. it can. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

以上の実施形態においては、電源電圧ＶＣＣ側にＰＭＯＳトランジスタ１１３，１２３を挿入しているが、本発明はこれに限らず、耐電圧を上げるために、接地電位側にＮＭＯＳトランジスタを挿入してもよい。この場合において、ラッチ１１０は、８個のＭＯＳトランジスタを備えて構成される。   In the above embodiment, the PMOS transistors 113 and 123 are inserted on the power supply voltage VCC side. However, the present invention is not limited to this, and an NMOS transistor may be inserted on the ground potential side in order to increase the withstand voltage. Good. In this case, the latch 110 is configured to include eight MOS transistors.

第１８の実施形態．
図１９は本発明の第１８の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図１９のレベルシフト回路は、図１６のレベルシフト回路に比較して、
（１）インバータ１１ａに代えて、ＰＭＯＳトランジスタ２１３を削除してなるインバータ１１ｃを備え、
（２）インバータ１２ａに代えて、ＰＭＯＳトランジスタ２２３を削除してなるインバータ１２ｃを備え、
（３）インバータ１１ｃ，１２ｃによりラッチ２１０ｃを構成したことを特徴としている。 Eighteenth embodiment.
FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the eighteenth embodiment of the present invention. The level shift circuit of FIG. 19 is compared with the level shift circuit of FIG.
(1) In place of the inverter 11a, an inverter 11c obtained by deleting the PMOS transistor 213 is provided.
(2) In place of the inverter 12a, an inverter 12c formed by deleting the PMOS transistor 223 is provided.
(3) A latch 210c is constituted by the inverters 11c and 12c.

以上のように構成されたレベルシフト回路は図１６のレベルシフト回路と同様に動作し、同様の作用効果を有する。   The level shift circuit configured as described above operates in the same manner as the level shift circuit of FIG. 16 and has the same effects.

変形例．
以上の実施形態においては、レベルシフト回路について説明しているが、これらのレベルシフト回路は図２２及び図２３を参照して説明したように、例えばフラッシュメモリなどの半導体デバイスに内蔵されて用いられる。ここで、半導体デバイスは、同一のデバイスで上記第１のレベルと上記第２のレベルの２つの電源電圧で駆動可能な半導体デバイスである。 Modified example.
In the above embodiments, level shift circuits have been described. These level shift circuits are used by being incorporated in a semiconductor device such as a flash memory as described with reference to FIGS. . Here, the semiconductor device is a semiconductor device that can be driven by two power supply voltages of the first level and the second level with the same device.

以上の第１６乃至第１８の実施形態において、第１の実施形態に係るレベルシフト回路を基本とする種々のレベルシフト回路を説明しているが、本発明はこれに限らず、第２乃至第１５の実施形態に係るレベルシフト回路を基本とするレベルシフト回路を、第１６乃至第１８の実施形態の構成特徴（ラッチ及びその周辺回路）と同様に構成してもよい。   In the above sixteenth to eighteenth embodiments, various level shift circuits based on the level shift circuit according to the first embodiment have been described. However, the present invention is not limited to this, and the second to second embodiments are described. The level shift circuit based on the level shift circuit according to the fifteenth embodiment may be configured similarly to the configuration features (latch and its peripheral circuits) of the sixteenth to eighteenth embodiments.

第１６及び第１８の実施形態においては、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を出力データ信号ＤＯＵＴ（ＶＰＰ）にレベルシフトする回路について説明しているが、本発明はこれに限らず、入力データ信号ＤＩＮ（ＶＤＤ）を出力データ信号ＤＯＵＴ（高電圧ＨＶ）にレベルシフトする回路を同様に構成してもよい。   In the sixteenth and eighteenth embodiments, the circuit for level-shifting the input data signal DIN (VDD) to the output data signal DOUT (VPP) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the input data signal DIN A circuit for level-shifting (VDD) to the output data signal DOUT (high voltage HV) may be similarly configured.

本発明者らは、第１の実施形態に係る図１Ａのレベルシフト回路に対し、ＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）シミュレーションを行って、データ信号の遅延時間（データ信号の立ち上がりから立ち下りまでの時間、もしくはデータ信号の立ち下がりから立ち上がりまでの時間をいう。）を測定した。   The present inventors perform a SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) simulation on the level shift circuit of FIG. 1A according to the first embodiment, and perform a data signal delay time (from the rising edge to the falling edge of the data signal). Or the time from the falling edge to the rising edge of the data signal).

図２０は図１Ａのレベルシフト回路をワースト状態（温度１００°Ｃ）における遅延時間の実験結果を示す表であり、図２１は図１Ａのレベルシフト回路を標準的な状態（温度２０°Ｃ）における遅延時間の実験結果を示す表である。電圧ＶＤＤから同一の電圧ＶＣＣに入力データ信号ＤＩＮが立ち上がって出力データ信号ＤＯＵＴが立ち下がるときの遅延時間については、標準的な状態では、従来例の５．４ｎｓから０．９ｎｓに短縮しているが、特に、ワースト状態において、従来例の１２．１ｎｓから２．４ｎｓに大幅に短縮することができる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。   FIG. 20 is a table showing experimental results of delay time in the worst state (temperature 100 ° C.) of the level shift circuit of FIG. 1A, and FIG. 21 shows the level shift circuit of FIG. It is a table | surface which shows the experimental result of the delay time in. The delay time when the input data signal DIN rises and the output data signal DOUT falls from the voltage VDD to the same voltage VCC is reduced from 5.4 ns in the conventional example to 0.9 ns in the standard state. However, particularly in the worst state, the conventional example can be significantly reduced from 12.1 ns to 2.4 ns. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle.

以上詳述したように、本発明によれば、所定電圧から同一の電圧に入力データ信号が変化して出力データ信号が立ち下がるときの遅延時間については、従来技術に比較して大幅に短縮することができる。これにより、データ信号の出力サイクルの時間マージンを多くとることができる。当該レベルシフト回路は、例えばフラッシュメモリなどの半導体デバイスに用いることができる。   As described in detail above, according to the present invention, the delay time when the input data signal changes from the predetermined voltage to the same voltage and the output data signal falls is greatly reduced as compared with the prior art. be able to. Thereby, it is possible to increase the time margin of the data signal output cycle. The level shift circuit can be used for a semiconductor device such as a flash memory.

１０，１１０，２１０，２１０ｃ…ラッチ、
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３，１４，１０１，２０１，２１４…インバータ、
２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３，１０２，１１２，１２２，２０２，２１２，２２２…ＮＭＯＳトランジスタ、
１０３，１１１，１１３，１２１，１２３，２０３，２１１，２１３，２２１，２２３…ＰＭＯＳトランジスタ。 10, 110, 210, 210c ... latch,
11, 11a, 11b, 11c, 12, 12a, 12b, 12c, 13, 14, 101, 201, 214 ... inverter,
21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43, 102, 112, 122, 202, 212, 222 ... NMOS transistors,
103, 111, 113, 121, 123, 203, 211, 213, 221, 223... PMOS transistors.

Claims (9)

第１のレベルを有する入力データ信号をラッチにより保持した後、出力インバータを介して第２のレベルを有する出力データ信号を出力するレベルシフト回路において、
ローレベルの出力データ信号を出力するときに、入力データ信号の変化に応答して上記出力データ信号をローレベルにセットするレベルセット回路と備え、
上記レベルセット回路は、
ハイレベルの入力データ信号を反転して上記出力インバータの出力端子に出力するインバータと、
ローレベルの入力データ信号を上記出力インバータの出力端子に出力する回路とを備えたことを特徴とするレベルシフト回路。 In a level shift circuit that holds an input data signal having a first level by a latch and then outputs an output data signal having a second level via an output inverter.
A level setting circuit for setting the output data signal to a low level in response to a change in the input data signal when outputting a low level output data signal ;
The level set circuit is
An inverter that inverts a high-level input data signal and outputs it to the output terminal of the output inverter;
And a circuit for outputting a low level input data signal to the output terminal of the output inverter . 上記ラッチは、互いに縦続接続されてなる２個のインバータを備えたことを特徴とする請求項１記載のレベルシフト回路。 The latch is, the level shift circuit according to claim 1, characterized in that with two inverters formed by cascade-connected to each other. 上記ラッチは、４個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする請求項２記載のレベルシフト回路。 3. The level shift circuit according to claim 2, wherein the latch is a CMOS flip-flop type latch having four MOS transistors. 上記ラッチは、電源電圧側に２個のＰＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入された２個のインバータを備え、合計６個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする請求項２記載のレベルシフト回路。 The latch is claim 2 in which two PMOS transistors to the supply voltage side includes two inverters inserted respectively, with a total of six MOS transistors, characterized in that it is a CMOS flip-flop type latch The level shift circuit described. 上記ラッチは、電源電圧側に２個のＰＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入されかつ接地側に２個のＮＭＯＳトランジスタがそれぞれ挿入された２個のインバータを備え、合計８個のＭＯＳトランジスタを備えた、ＣＭＯＳフリップフロップ型ラッチであることを特徴とする請求項２記載のレベルシフト回路。 The latch includes two inverters each having two PMOS transistors inserted on the power supply voltage side and two NMOS transistors inserted on the ground side, and a CMOS flip-flop having a total of eight MOS transistors. 3. The level shift circuit according to claim 2 , wherein the level shift circuit is a latch. 上記ラッチ及び上記出力インバータは、上記第１のレベルよりも高い電源電圧で駆動されるＭＯＳトランジスタで構成され、上記第２のレベルは、上記第１のレベルよりも高い電源電圧であることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載のレベルシフト回路。 The latch and the output inverter are composed of MOS transistors driven by a power supply voltage higher than the first level, and the second level is a power supply voltage higher than the first level. The level shift circuit according to any one of claims 1 to 5 . 上記レベルシフト回路は、同一のデバイスで上記第１のレベルと上記第２のレベルの２つの電源電圧で駆動可能な半導体デバイスであることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載のレベルシフト回路。 It said level shift circuit, any one of claims 1 to 6, characterized in that the same device is the first level and the two semiconductor devices can be driven by the power supply voltage of the second level 1 Level shift circuit described in 1. 上記半導体デバイスは、フラッシュメモリであることを特徴とする請求項７記載のレベルシフト回路。 8. The level shift circuit according to claim 7 , wherein the semiconductor device is a flash memory. 請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載のレベルシフト回路を備えたことを特徴とする半導体デバイス。 Semiconductor devices comprising the level shift circuit according to any one of claims 1 to 8.
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